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Negli ultimi decenni è emerso in ambito scientifico-tecnologico interesse per lo sviluppo di dispositivi innovativi per l'accumulo e conversione di energia. Le batterie Li-ione, che al momento rappresentano la tecnologia più diffusa per il funzionamento dei dispositivi elettronici, non sono del tutto adeguate a permettere la diffusione dei veicoli elettrici con vantaggi in termini economici e di impatto ambientale. All'avanguardia in questo settore risultano le batterie Li-aria che forniscono densità di energia teorica paragonabile a quella dei motori a combustione interna. Al momento sono però affette da problematiche operative quale la degradazione delle componenti. Lo studio della reattività chimica ed elettrochimica in questi dispositivi appare fondamentale al fine di adottare materiali che permettano di minimizzare le perdite di efficienza e di massimizzare la capacità specifica e l'energia erogabile in scarica. Nella variante strutturale più comune, una cella Li-aria consta di un anodo di litio, un catodo di carbone e un elettrolita (sale di litio inorganico disciolto in un solvente organico aprotico). Da letteratura e dalla recente attività sperimentale del gruppo di cui fa parte la proponente, emerge la scarsa compatibilità tra il materiale catodico carbonioso e i solventi eterei tipicamente adottati.
In questo progetto si studieranno batterie Li-aria mediante un approccio multi-tecnica con differenti combinazioni di materiali catodici non carboniosi di sintesi e soluzioni elettrolitiche. A test elettrochimici seguirà la caratterizzazione ex-situ dei materiali catodici tramite analisi spettroscopiche (XPS, FTIR), spettrometriche (TOF-SIMS), diffrattometriche (XRD) e di microscopia elettronica (SEM, TEM). L'obiettivo è approfondire i processi chimici ed elettrochimici inquadrando i fenomeni di degrado che avvengono in parallelo alla formazione e riconversione dei prodotti di interesse (fasi ossidate del litio: Li2O2 e Li2O).